KR20220015035A - Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding - Google Patents
Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220015035A KR20220015035A KR1020200095037A KR20200095037A KR20220015035A KR 20220015035 A KR20220015035 A KR 20220015035A KR 1020200095037 A KR1020200095037 A KR 1020200095037A KR 20200095037 A KR20200095037 A KR 20200095037A KR 20220015035 A KR20220015035 A KR 20220015035A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- welding
- panel
- plasma
- upper panel
- rear cross
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P13/00—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
- B23P13/02—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass in which only the machining operations are important
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
- B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
- B23K10/02—Plasma welding
- B23K10/022—Spot welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
- B62D21/10—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted in which the main member is plate-like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/006—Vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 서로 다른 강판을 절단한 후에 플라즈마를 사용하는 플라즈마 용접에 의해 용접한 후 프레스로 성형하는 과정을 거쳐 자동차용 서브프레임용 테일러드웰드블랭크을 사용하여 자동차용 서브프레임을 제조하는 자동차용 서브프레임 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a subframe for an automobile using a tailored weld blank by plasma welding, and more particularly, to a method for manufacturing a subframe for an automobile using a plasma welding method using plasma after cutting different steel sheets having the same thickness or different thicknesses and materials. It relates to a method for manufacturing a subframe for an automobile in which a subframe for an automobile is manufactured using a tailored weld blank for a subframe for an automobile through a process of welding and then molding by a press.
일반적으로 차량에 사용되는 서브 프레임은 차량의 가장 하부에 위치하여 현가장치 및 파워트레인 부품을 지지하고, 파워트레인에서 발생하는 진동과 노면으로부터 발생되는 진동을 차체로 전달되는 것을 감소시켜 주며 차량 전방 및 측면에서 충격시에 엔진과 운전자를 보호하는 역할을 수행한다.In general, the sub-frame used in a vehicle is located at the bottom of the vehicle to support the suspension and powertrain parts, and reduces vibrations generated in the powertrain and vibrations generated from the road surface from being transmitted to the vehicle body. It plays a role in protecting the engine and driver in case of impact from the side.
이와 같이 종래의 자동차 차체에 사용되는 이종소재 서브 프레임의 제조방법은 한국특허 등록번호 10-1813949 (공고일자 2018년01월03일)에 스틸(steel) 재질로 형성된 강판을 어퍼판넬과 로워판넬을 아크 용접하고 프레스 가공하여 센터 판넬(110)을 생성하는 단계와, 상기 센터 판넬(110)을 주조금형 내에 위치시킨 후 알루미늄 소재를 주조금형 내에 유입시켜 알루미늄 주조공법을 이용하여 센터판넬(110)의 측면이 삽입되는 결합블록(123,133)을 포함하는 알루미늄 재질로 형성된 사이드 판넬(120, 130)을 생성하는 단계와, 결합블록(123a,133a)의 상부 및 하부에 각각 마찰교반용접장치(300)를 사용하여 마찰교반용접을 하여 센터 판넬(110)과 사이드 판넬(120, 130)을 융착하는 단계에 의해 이종소재 서브 프레임 제조방법이 알려져 있다.As described above, the conventional method of manufacturing a dissimilar material sub-frame used in a vehicle body is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1813949 (announcement date January 03, 2018) by using a steel plate formed of a steel material to form an upper panel and a lower panel. Arc welding and press working to produce the
그러나, 종래의 이종소재 서브 프레임 제조방법은 사이드 판넬(120, 130)을 생성하기 위하여 알루미늄 주조공법을 이용하므로서 제조공정이 복잡하며, 센터 판넬(110)과 사이드 판넬(120, 130)을 마찰교반용접 하므로서 센터 판넬(110)과 사이드 판넬(120, 130)이 융착된 서브 프레임(100)의 강도 등이 약해지며, 알루미늄 가격이 강판보다 고가이므로 제조 단가가 비싸지는 문제점이 있었다.However, the conventional dissimilar material sub-frame manufacturing method uses an aluminum casting method to produce the
본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법은 동일 또는 이종 두께와 동일 또는 이종 재질의 강재를 테일러드 블랭크에 의해 절단된 강판을 서로 맞대어 플라즈마 용접을 한 후 성형하여 제조하므로서 용접 가능한 판 두께의 범위를 넓게 하며, 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접의 열 영향부의 영향을 작게하여 소재의 변형이 감소되도록 하고, 용접비드 온도가 높을 때 대기중에 노출되면 산화가 발생되어 용접품질이 저하되는 것을 방지하기 위하여 용접후면에도 쉴드가스를 넣어 용접품질을 개선하는 것을 기술적 과제로 한다.The method of manufacturing a subframe for automobiles using a tailored weld blank by plasma welding of the present invention is manufactured by plasma welding steel sheets of the same or different thickness and the same or different materials to each other and plasma welding, The range of weldable plate thickness is wide, and the cost is lower than that manufactured by laser welding, and the dynamic stiffness is excellent. In order to prevent deterioration of welding quality due to oxidation when exposed to the air when the bead temperature is high, it is a technical task to improve welding quality by putting a shield gas into the back of the welding.
상기 기술적 과제를 해결하기 본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법은 ⒜ 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 우측사이드멤버, 좌측사이드멤버, 전방크로스멤버, 후방크로스멤버로 이루어진 프론트 서브프레임 어퍼판넬과, 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 우측사이드멤버, 좌측사이드멤버, 전방크로스멤버, 후방크로스멤버로 이루어진 프론트 서브프레임 로워판넬를 절단하는 블랭킹공정; ⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단된 어퍼판넬의 우, 좌측사이드멤버 양단 사이에 어퍼판넬의 전, 후방크로스멤버를 설치하고, 상기 로워판넬의 우, 좌측사이드멤버의 상부 양단 사이에 전방크로스멤버를 설치하며 하단에는 후방크로스멤버를 설치하는 멤버 설치공정; ⒞ 상기 멤버 설치단계에서 설치된 어퍼판넬의 우, 좌측사이드멤버의 양단에 전,후방크로스멤버가 설치되는 부위와, 로워판넬의 우, 좌측사이드멤의 상부 양단과, 우, 좌측사이드멤버의 하단에 설치되는 전, 후방크로스멤버의 결합 부위에 플라즈마 용접을 하여 결합하는 플라즈마 용접공정; ⒟ 상기 플라즈마로 용접단계에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬과 로워판넬의 용접부위를 측정하여 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정; ⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정에서 판넬의 용접부위 검사를 통과한 어퍼판넬과 로워판넬을 프레스로 성형하는 프레스 성형공정; ⒡ 상기 프레스로 성형공정을 거친 어퍼판넬과 로워판넬을 덧대어(겹쳐 대어) CO2 용접으로 결합하는 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정:을 거쳐서 제조되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, the method for manufacturing a sub-frame for a vehicle using a tailored weld blank by plasma welding of the present invention is: The front sub-frame upper panel composed of the left side member, the front cross member, and the rear cross member, and the steel plate having the same thickness or different thicknesses and materials are cut to a predetermined size and cut to the right side member, the left side member, and the front cross member , a blanking process of cutting the lower panel of the front sub-frame made of the rear cross member; ⒝ Install front and rear cross members of the upper panel between both ends of the right and left side members of the upper panel cut by the blanking process (A), and front cross between the upper ends of the right and left side members of the lower panel a member installation process of installing a member and installing a rear cross member at the bottom; ⒞ In the upper panel installed in the member installation step, the front and rear cross members are installed at both ends of the right and left side members of the upper panel, and at the right and upper ends of the left and right side members of the lower panel, and at the bottom of the right and left side members. Plasma welding process in which plasma welding is performed on the bonding area of the front and rear cross members to be installed; ⒟ In the plasma welding step, the welding part inspection process of the panel by measuring and inspecting the welding part of the upper panel and the lower panel joined by plasma welding; ⒠ a press forming process of forming an upper panel and a lower panel that have passed the panel welding site inspection in the panel welding site inspection process with a press; ⒡ It is characterized in that it is manufactured through the upper panel and lower panel combining process: where the upper panel and the lower panel, which have undergone the forming process by the press, are added (overlaid) and joined by CO2 welding.
그리고, 상기 플라즈마 용접은 어퍼패널(20)의 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)는 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 165 암페어(A), 용접 속도는 55 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용하며, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 15도, 진행각은 10도로 하고, 상기 플라즈마 용접의 용접부위 검사는 용접부 두께감소(T/To)는 T/To ≥ 0.8, 기준면 단차(C)는 어퍼판넬 : 0.32mm 이하, 로워판넬 : 0.36mm이하, 용접비드 요철(凹)량(A)는 ±0.25mm이내, 용접반대측 비드凸유무(B)는 0 ≤ B ≤ 1mm이내, 언더 컷은 ≤ 0.1mm, 블로우 홀과 용접 구멍이 없는 것을 충족하는 것을 특징으로 한다.In the plasma welding, the front and
본 발명은 동일 또는 이종 두께와 동일 또는 이종 재질로 되는 강재를 어퍼판넬과 로워판넬의 멤버를 테일러드 블랭크에 의해 절단된 강판을 서로 맞대어 플라즈마 용접을 한 후 어퍼판넬과 로워판넬를 프레스로 성형한 후 성형된 어퍼판넬과 로워판넬를 덧대어 CO2 용접으로 결합하여 제조하므로서, 용접 가능한 판 두께의 범위(0.5 ~ 6.0mm)를 넓게 할 수 있으며, 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고, 차량의 움직임이 있는 상태에서의 비틀림강도에 견딜 수 있도록 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접 접합부의 용접 품질이 우수하고 열 영향부의 영향이 작아 소재의 변형이 현저히 감소되는 효과가 있는 것이다.According to the present invention, the members of the upper panel and the lower panel of the same or different thickness and the same or different materials are plasma-welded by placing the members of the upper panel and the lower panel cut by a tailored blank, then forming the upper panel and the lower panel with a press. By attaching the upper and lower panels to the manufacturing by CO2 welding, the range of weldable plate thickness (0.5 ~ 6.0mm) can be widened, and the cost is lower than that manufactured by laser welding, and the movement of the vehicle It has excellent dynamic stiffness to withstand the torsional strength in this state, and the weld quality of the weld joint is excellent and the effect of the heat affected zone is small, so the deformation of the material is significantly reduced.
도 1은 종래의 이종소재 서브 프레임을 나타내는 평면도.
도 2는 종래의 이종소재 서브 프레임 제조방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 프론트 서브프레임 어퍼(Upper)판넬과 프론트 서브프레임 로워(Lower)판넬의 제작 과정도.
도 4는 본 발명의 의한 서브 프레임 제조방법을 나타내는 공정도.
도 5는 본 발명의 의한 플라즈마 용접 작업도.
도 6은 본 발명의 플라즈마 용접부위를 검사하는 검사장치의 개략도.
도 7은 본 발명의 두께에 따른 플라즈마 용접 후의 용접부위를 나타내는 도면이다.1 is a plan view showing a conventional heterogeneous material sub-frame.
Figure 2 is a flow chart showing a conventional method for manufacturing a dissimilar material sub-frame.
Figure 3 is a process diagram of the front sub-frame upper (Upper) panel and the front sub-frame lower (Lower) panel of the present invention.
4 is a flowchart showing a method for manufacturing a sub-frame according to the present invention.
5 is a plasma welding operation diagram according to the present invention.
6 is a schematic diagram of an inspection apparatus for inspecting the plasma welding site of the present invention.
7 is a view showing a welding portion after plasma welding according to the thickness of the present invention.
먼저, 본 발명에서 적용되는 용어인 테일러드 블랭크(Tailored Blank : TB)는 두께와 강도, 재질 등이 서로 다른 강판을 적절한 크기와 형상으로 재단하여 절단된 소재를 지칭하며, 테일러드 웰드 블랭크(Tailored Weld Blank : TWB)라 함은 테일러드 블랭크에 의해 절단된 동일 또는 이종의 두께 또는 재질을 갖는 2개 이상의 소재(강판)을 서로 맞대어 용접되어 있는 부재를 의미한다.First, the term tailored blank (TB) applied in the present invention refers to a material cut by cutting steel sheets having different thicknesses, strengths, materials, etc. to an appropriate size and shape, and tailored weld blank (Tailored Weld Blank). : TWB) means a member in which two or more materials (steel plates) having the same or different thickness or material cut by a tailored blank are buttted to each other and welded.
본 발명에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 프론트 서브프레임은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 테일러드 블랭크를 사용한 어퍼(Upper)판넬과 로워(Lower)판넬을 플라즈마 용접에 의해 결합하여 이루어지며, 상기 어퍼판넬과 로워판넬에 결합에 의해 이루어지는 프론트 서브프레임의 제조 방법은 도 3에 도시된 본 발명의 테일러드웰드블랭크를 사용한 프론트 서브프레임의 어퍼판넬과 프론트 서브프레임의 로워판넬의 제작 공정도 및 도 4의 본 발명 제조 공정도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.The front subframe using a tailored weld blank according to the present invention is made by combining an upper panel and a lower panel using a tailored blank by plasma welding as shown in FIG. 3, and the upper panel and the The manufacturing method of the front subframe by coupling to the lower panel is a manufacturing process diagram of the upper panel of the front subframe and the lower panel of the front subframe using the tailored weld blank of the present invention shown in FIG. 3 and the present invention of FIG. It will be described with reference to the manufacturing process diagram as follows.
먼저, ⒜ 테일러드 블랭크를 사용한 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)이 결합된 테일러드웰드블랭크를 사용한 서브프레임(10)을 제조하기 위하여, 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 서브프레임(10)의 상부에 놓여지는 어퍼판넬(20)의 구성품에 해당하는 4개의 조각 즉, 우측사이드멤버(1), 좌측사이드멤버(2), 전방크로스멤버(3), 후방크로스멤버(4)를 소정의 크기로 재단한 후 블랭킹공정(A)인 절단 프레스에 의해 블랭킹 절단한다.First, ⒜ In order to manufacture the
그리고, 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 서브프레임(10)의 하부에 놓여지는 로워판넬(30)의 구성품에 해당하는 우측사이드멤버(1'), 좌측사이드멤버(2'), 전방크로스멤버(3'), 후방크로스멤버(4')를 소정의 크기로 재단한 후 블랭킹공정(A)인 절단 프레스에 의해 블랭킹 절단한다. And, the prepared steel sheet having the same thickness or different thicknesses and materials, the right side member (1'), the left side member (2') corresponding to the components of the
상기 블랭킹 절단후에는 용접 품질을 향상시키기 위하여 블랭킹 절단된 절단면에는 버(burr)를 완전히 제거하고, 이물질등 오염물질을 완전히 제거하여야 하며, 블랭킹 작업을 위한 금형의 클리언스를 작게하여 전단면적을 80% 이상 크게 만든다.After the blanking cut, in order to improve the welding quality, the burr must be completely removed from the blanked cut surface, and contaminants such as foreign substances must be completely removed. make it larger than %.
⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단되어 형성된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2) 양단 사이에 어퍼판넬(20)의 전, 후방크로스멤버(3)(4)를 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 의해 고정 설치하고, 또한 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단되어 형성된 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단 사이에 전방크로스멤버(3')를 고정 설치하고, 하단에는 후방크로스멤버(4')를 고정 설치하여 멤버 설치공정(B)을 완료한다.⒝ The front and rear cross members (3) (4) of the upper panel (20) are placed between the right and left side members (1) (2) of the upper panel (20) cut and formed by the blanking process (A). The right and left side members of the
⒞ 상기 멤버 설치단계(B)에서 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 의해 고정 설치된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2)의 양단에 전,후방크로스멤버(3)(4)가 설치된 결합 부위에 플라즈마 용접을 시행하여 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2)의 양단에 전,후방크로스멤버(3)(4)가 결합되도록 플라즈마 용접공정(C)을 완료한다.⒞ In the member installation step (B), the front and
그리고, 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 고정 설치된 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단과, 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 하단에 설치되는 전, 후방크로스멤버(3')(4')의 결합 부위에도 플라즈마 용접을 시행하여 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 양단에 전방크로스멤버(3')를, 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 하단에 후방크로스멤버(4')가 결합되도록 플라즈마 용접공정(C)을 완료한다.And, the upper both ends of the right and left side members 1' and 2' of the
이때, 상기 플라즈마 용접공정(C)의 플라즈마 용접은 일예로서 도 5의 도시되어 있는 바와 같이, 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 고정 설치되어 플라즈마 용접을 도시하는 것으로, 어퍼판넬(20)의 두께 3.2t의 우,좌측사이드멤버(1)(2)에 두께 1.6t의 전,후방크로스멤버(3)(4)를 플라즈마 용접을 하는 것을 나타내는 것이다. At this time, the plasma welding of the plasma welding process (C) is, as an example, as shown in FIG. 5 , fixed to the
상기 어퍼판넬(20)은 두께(t)가 서로 상이한 두께 3.2t의 우,좌측사이드멤버(1)(2)와 두께 1.6t의 전,후방크로스멤버(3)(4)를 클램프(6)로 고정한 후 플라즈마 용접기로 용접하며, 로워판넬(20)은 두께가 서로 동일한 두께 1.8t의 우,좌측사이드멤버(1')(2')와 두께 1.8t의 전,후방크로스멤버(3')(4')를 클램프(5)로 고정한 후 플라즈마 용접기로 용접하며, 이때, 용접 후면은 산화 스케일이 발생되어 용접품질을 저하시키므로 후면에도 아르곤(Ar)를 불어 넣어 산화를 방지하여 용접품질을 향상시킨다.The
상기 어퍼판넬(20)의 두께(t)가 서로 상이한 두께 3.2t의 우,좌측사이드멤버(1)(2)와 두께 1.6t의 전,후방크로스멤버(3)(4)를 클램프(5)로 고정한 후 플라즈마 용접기에 의한 용접은 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)는 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 165 암페어(A), 용접 속도는 55 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용한다.Clamps (5) the right and left side members (1) and (2) of the upper panel (20) having different thicknesses (t) of 3.2t and the front and rear cross members (3) and (4) of the thickness of 1.6t (5) After fixing with plasma welding machine, the material of the front and rear cross members (3) (4) and the right and left side members (1) (2) are clamped at a clamping pressure of 0.7 to 0.8 megapascals (MPa), The welding current is 165 amps (A), the welding speed is 55 cm/min, and the plasma (Pilot) gas is a mixture of argon gas (Ar) and hydrogen gas (H2).
그리고, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 15도, 진행각은 10도로 하여 용접을 한다.And, 100% argon gas (Ar) is used for the shield gas, and 100% argon gas (Ar) is used for the rear gas. In 1)(2), the gap should be 0.15 mm or less, the standoff distance should be 3 mm, and the working angle of the torch should be 15 degrees and the traveling angle should be 10 degrees for welding.
그리고, 로워판넬(30)의 두께(t)가 서로 동일한 두께 1.8t의 우,좌측사이드멤버(1')(2,)와 전,후방크로스멤버(3')(4')를 클램프(5)로 고정한 후 플라즈마 용접기에 의한 용접은 소재인 전,후방크로스멤버(3')(4')와 우,좌측사이드멤버(1')(2')는 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 125 암페어(A), 용접 속도는 60 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용하며, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 0도, 진행각은 5도로 하여 용접을 한다.Then, the right and left side members (1') (2,) and the front and rear cross members (3') (4') having the same thickness (t) of the
상기, 로워판넬(30)의 플라즈마 용접은 용접 전류, 용접 속도, 토치의 작업각도, 진행각도만 어퍼판넬(20)과는 서로 상이하다.In the plasma welding of the
본 발명에 적용되는 플라즈마 용접 조건은 아래 표와 같다. Plasma welding conditions applied to the present invention are shown in the table below.
상기 블랭킹 공정에 의해 절단된 각 멤버들을 플라즈마 용접에 의해 제조되는 테일러드 웰드 블랭크는 일반 강판, 고장력 강판 등의 강판으로 구성된 재질에서 선택된 하나에 의해 제작된다.The tailored weld blank manufactured by plasma welding of each member cut by the blanking process is manufactured by using one selected from the group consisting of steel sheets such as general steel sheets and high tensile strength steel sheets.
⒟ 상기 플라즈마로 용접단계(C)에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)의 용접부위에 따른 용접부 두께감소, 기준면 단차, 용접비드 凹량 , 용접반대측 비드凸유무, 언더 컷을 측정하고, 블로우 홀, 용접 구멍을 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정(D)을 거친다.⒟ In the plasma welding step (C), the thickness of the welded portion according to the welding area of the
상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)은 도 7의 (a)의 동일 두께를 용접한 프라즈마 용접 부위 및 (b)의 다른 두께를 용접한 프라즈마 용접 부위를 참고로 하여 보면, 베이스(10)와 베이스(10) 상부에 얹혀지는 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)의 틈새는 0.25mm이하로 하여 CCD카메라 검사장비(11)로 용접비드를 검사하고, 용접 부위에 대하여 “T/To : 용접부 두께감소, To : 모재 두께, T : 두께 감소부, T' : 두께 감소부, C : 기준면 단차, A : 용접비드 凹량 , B : 용접반대측 비드凸유무” 라 하면, 플라즈마 용접 부위의 판정기준을 용접부 두께감소(T/To)는 T/To ≥ 0.8, 기준면 단차(C)는 어퍼판넬 : 0.32mm 이하, 로워판넬 : 0.36mm이하, 용접비드 요철(凹)량(A)는 ±0.25mm이내, 용접반대측 비드凸유무(B)는 0 ≤ B ≤ 1mm이내, 언더 컷은 ≤ 0.1mm, 블로우 홀과 용접 구멍이 없는 것을 충족할 경우에 다음 공정인 프레스로 성형공정을 실행한다.The welding part inspection process (D) of the panel is a plasma welding part welded with the same thickness of (a) of FIG. 7 and a plasma welding part welded with a different thickness of (b) as reference, the
플라즈마 용접 부위에 대한 판정 기준은 아래 표와 같다.The criteria for determining the plasma welding area are shown in the table below.
로워판넬 : 0.36mm이하Upper panel: 0.32mm or less
Lower panel: 0.36mm or less
⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)에서 판넬의 용접부위 검사를 충족한 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 프레스로 성형공정(E)인 프레스로 성형한다.⒠ The
그리고, ⒡ 상기 프레스 성형공정(E)을 거친 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 덧대어(겹쳐서) CO2 용접으로 결합하여 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정(F)을 거쳐서 본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임을 제조하게 되는 것이다.Then, ⒡ the
따라서, 상기의 각 제조공정을 거쳐서 제조되는 본원발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임은 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고, 차량에 설치하여 차량을 운행할 경우에는 차량의 움직임이 있는 상태에서의 비틀림강도에 견딜 수 있도록 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접 접합부의 용접 품질이 우수하여 열 영향부의 영향이 작아 소재의 변형이 현저히 감소하게 되는 것이다.Therefore, the subframe for automobiles using the tailored weld blank by plasma welding of the present invention manufactured through each of the above manufacturing processes has a lower cost compared to that manufactured by laser welding, and when installed in a vehicle and operating a vehicle The dynamic stiffness is excellent to withstand the torsional strength in the state of vehicle movement, and the welding quality of the weld joint is excellent, so the effect of the heat affected zone is small, and the deformation of the material is significantly reduced.
10 ; 서브프레임 20 : 어퍼판넬 30 : 로워판넬
1, 1' : 우측사이드멤버, 2, 2' : 좌측사이드멤버
3, 3' : 전방크로스멤버 4, 4' : 후방크로스멤버
5 : 치구 6 : 클램프 7 : 작업각
8 : 진행각 9 : 스탠드 오프거리 10 : 베이스
11 : CCD카메라 검사장비10 ; Sub frame 20: upper panel 30: lower panel
1, 1' : Right side member, 2, 2' : Left side member
3, 3' :
5: jig 6: clamp 7: working angle
8: travel angle 9: stand-off distance 10: base
11: CCD camera inspection equipment
Claims (3)
⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2) 양단 사이에 어퍼판넬(20)의 전, 후방크로스멤버(3)(4)를 클램프(5)에 고정 설치하고, 상기 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단 사이에 전방크로스멤버(3')를 클램프(5)에 고정 설치하며 하단에는 후방크로스멤버(4')를 설치하는 멤버 설치공정(B);
⒞ 상기 멤버 설치단계(B)에서 설치된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2)의 양단에 전,후방크로스멤버(3)(4)가 설치되는 부위와, 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단과, 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 하단에 설치되는 전, 후방크로스멤버(3')(4')의 결합 부위에 플라즈마 용접을 하여 결합하는 플라즈마 용접공정(C);
⒟ 상기 플라즈마로 용접단계(C)에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)의 용접부위를 측정하고 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정(D);
⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)에서 판넬의 용접부위 검사를 충족한 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 프레스로 성형하는 프레스 성형공정(E);
⒡ 상기 프레스로 성형공정(E)을 거친 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 덧대어 CO2 용접으로 결합하는 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정(F):
을 거쳐서 제조되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법.⒜ Prepared steel sheets of the same thickness or different thicknesses and materials, cut to a predetermined size and cut to consist of a right side member (1), a left side member (2), a front cross member (3), and a rear cross member (4) The front sub-frame upper panel 20 and the right side member (1'), the left side member (2'), the front cross member (3 '), a blanking process (A) of cutting the front sub-frame lower panel 30 made of the rear cross member 4';
⒝ Clamp the front and rear cross members 3 and 4 of the upper panel 20 between both ends of the right and left side members 1 and 2 of the upper panel 20 cut by the blanking process (A). (5), the front cross member (3') between the upper ends of the right and left side members (1') and (2') of the lower panel 30 is fixed to the clamp (5) and installed at the lower end There is a member installation process (B) for installing the rear cross member (4');
⒞ The part where the front and rear cross members 3 and 4 are installed at both ends of the right and left side members 1 and 2 of the upper panel 20 installed in the member installation step (B), and the lower panel ( 30), the front and rear cross members 3' and 4 installed at the upper ends of the right and left side members 1' and 2' and at the lower ends of the right and left side members 1' and 2'. Plasma welding process (C) for joining by plasma welding on the bonding site of ');
⒟ a welding part inspection process (D) of the panel measuring and inspecting the welding parts of the upper panel 20 and the lower panel 30 joined by plasma welding in the plasma welding step (C);
⒠ a press forming process (E) of forming the upper panel 20 and the lower panel 30 that satisfy the welding site inspection of the panel in the panel welding site inspection process (D) with a press;
⒡ Upper panel and lower panel combining process (F) in which the upper panel 20 and the lower panel 30, which have undergone the forming process (E) with the press, are added and joined by CO2 welding:
A method of manufacturing a subframe for a vehicle using a tailored weld blank by plasma welding, characterized in that it is manufactured through
상기 플라즈마 용접은 어퍼패널(20)의 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)는 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 165 암페어(A), 용접 속도는 55 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용하며, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 15도, 진행각은 10도로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법.The method of claim 1,
In the plasma welding, the front and rear cross members 3 and 4 and the right and left side members 1 and 2, which are the material of the upper panel 20, are clamped at a clamping pressure of 0.7 to 0.8 megapascal (MPa), , welding current of 165 amperes (A), welding speed of 55 cm/min. Plasma (Pilot) gas is a mixture of argon gas (Ar) and hydrogen gas (H2) Ar) 100%, argon gas (Ar) 100% is used for the rear gas, and the gap between the front and rear cross members (3) (4) and the right and left side members (1) (2) is 0.15 mm or less , A method of manufacturing a subframe for automobiles using a tailored weld blank by plasma welding, characterized in that the standoff distance is 3 mm, the working angle of the torch is 15 degrees, and the traveling angle is 10 degrees.
상기 플라즈마 용접의 용접부위 검사는 용접부 두께감소(T/To)는 T/To ≥ 0.8, 기준면 단차(C)는 어퍼판넬 : 0.32mm 이하, 로워판넬 : 0.36mm 이하, 용접비드 요철(凹)량(A)는 ±0.25mm이내, 용접반대측 비드凸유무(B)는 0 ≤ B ≤ 1mm이내, 언더 컷은 ≤ 0.1mm, 블로우 홀과 용접 구멍이 없는 것을 충족하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법.3. The method according to claim 1 or 2,
In the welding part inspection of the plasma welding, the thickness reduction (T/To) of the welding part is T/To ≥ 0.8, the reference plane step (C) is the upper panel: 0.32 mm or less, the lower panel: 0.36 mm or less, the amount of concavo-convex of the weld bead (A) is within ±0.25mm, the presence or absence of a bead on the opposite side of welding (B) is within 0 ≤ B ≤ 1mm, undercut is ≤ 0.1mm, and the absence of blowholes and welding holes by plasma welding, characterized in that A method for manufacturing subframes for automobiles using tailored weld blanks.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200095037A KR102440300B1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200095037A KR102440300B1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220015035A true KR20220015035A (en) | 2022-02-08 |
KR102440300B1 KR102440300B1 (en) | 2022-09-05 |
Family
ID=80252317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200095037A KR102440300B1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102440300B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100520213B1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-10-10 | 현대하이스코 주식회사 | The Manufacturing Method of Tailed Weld Blank Parts Excellent in Welding Properties for Automobile Door |
JP4325530B2 (en) * | 2004-10-14 | 2009-09-02 | 日産自動車株式会社 | Suspension member |
JP4415729B2 (en) * | 2004-03-29 | 2010-02-17 | 日産自動車株式会社 | Press molding method and press molding apparatus |
KR101813949B1 (en) | 2016-08-31 | 2018-01-03 | 서진산업(주) | Subframe of dissimilar materials and method for manufacturing the same |
-
2020
- 2020-07-30 KR KR1020200095037A patent/KR102440300B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100520213B1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-10-10 | 현대하이스코 주식회사 | The Manufacturing Method of Tailed Weld Blank Parts Excellent in Welding Properties for Automobile Door |
JP4415729B2 (en) * | 2004-03-29 | 2010-02-17 | 日産自動車株式会社 | Press molding method and press molding apparatus |
JP4325530B2 (en) * | 2004-10-14 | 2009-09-02 | 日産自動車株式会社 | Suspension member |
KR101813949B1 (en) | 2016-08-31 | 2018-01-03 | 서진산업(주) | Subframe of dissimilar materials and method for manufacturing the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
발명의 명칭 : 이종소재 서브 프레임 및 이종소재 서브 프레임 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102440300B1 (en) | 2022-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000197969A (en) | Blank for integrally forming and forming method thereof | |
KR20010039622A (en) | A mending method of a friction stir joining portion | |
JP5042648B2 (en) | Laser welding method for structure made of steel plate | |
MX2014000736A (en) | Method of welding work pieces together. | |
JPH08323493A (en) | Method to combine two workpieces made of metal, and device to perform this method | |
AU2010331802B2 (en) | Butt jointed closed section hollow structural element | |
KR102440300B1 (en) | Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding | |
CN109175705B (en) | Laser stitch welding seam repair process for stainless steel car body | |
JP2007229752A (en) | Overlap laser welding method | |
JP4786401B2 (en) | Method for manufacturing butt-welded metal sheet | |
JP2007289984A (en) | Aluminum alloy joined material having excellent formability and its production method | |
EP0925867B1 (en) | Method of manufacturing a metal sheet component | |
EP0195507A2 (en) | Method and apparatus for making a can body | |
JP2014083554A (en) | Vehicle component manufacturing method | |
Eisenmenger et al. | Influence of laser welding parameters on formability and robustness of blank manufacturing: an application to a body side frame | |
JPH06226479A (en) | Combined blank member and its manufacture | |
JP4153711B2 (en) | Butt joining method | |
JPH07164172A (en) | Method for lap joining of metallic sheet | |
JP2008155226A (en) | Laser lap weld joint of steel plate, and method for laser lap welding | |
CN114083119A (en) | Laser tailor-welding method for heterogeneous difference-thickness plate | |
JP2017202710A (en) | Method for welding seat frame, and seat frame | |
JP2002224858A (en) | Joining method for different thickness joint | |
JP3996004B2 (en) | Differential thickness tailored blank | |
CN114226931B (en) | Method for processing high-impact-value electroslag welding T-shaped joint | |
FR3108553B1 (en) | Process for welding parts based on thermoplastic material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |